EXOBIOLOGIE

Recherche des plus vieilles traces de vie sur Terre

La recherche des plus anciennes traces de vie sur Terre est un des axes de l’exobiologie qui pourrait permettre de combler les lacunes sur nos ancêtres à tous. Ces études rencontrent de nombreuses difficultés dues à la rareté des fossiles et à leur état de préservation au cours des temps géologiques. Une trace fossile peut se présenter sous différentes formes : soit on retrouve des débris ou des empreintes de végétaux ou d’animaux (coquilles, traces) ; soit, si la structure du fossile n’existe plus, il s’agit d’identifier des signatures physiques (structurelles) ou chimiques (en particulier les rapports isotopiques du carbone). Dans tous les cas, il est maintenant établi, en se fondant sur la phylogénie des espèces, que les premiers organismes vivants étaient des êtres unicellulaires de type bactéries ou archées.

La première difficulté pour cette recherche de fossiles est que la Terre est une planète vivante (tectonique des plaques, érosion) qui a beaucoup évolué depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années. Par exemple, les plus anciennes roches – datant de l’Hadéen, premier éon des temps géologiques – ont totalement disparu, mis à part quelques cristaux résistants préservés, les zircons. La recherche des plus anciens fossiles se focalise donc sur la période postérieure à 4 milliards d’années (fin de l’Hadéen), à la limite du temps de l’Archéen (4-2,5 milliards). Sur Terre, quelques roches sédimentaires de cet âge ont été identifiées, mais elles ont néanmoins été transformées au cours du temps.

La deuxième difficulté est que les organismes recherchés devaient être microscopiques et pouvaient cependant former des colonies créant des structures macroscopiques. C’est ainsi que les plus anciennes traces de vie avérées sur Terre, datées de 3,48 milliards d’années, ont été découvertes en Australie. Ce sont des stromatolites – concrétions calcaires formées par des filaments bactériens –, dont la structure indique qu’il s’agissait de colonies de bactéries, sans que celles-ci aient été formellement retrouvées. Depuis, bien que de nombreuses propositions de premières traces de vie dans des roches parfois plus vieilles soient étudiées et publiées régulièrement par les chercheurs, aucune à ce jour n’a été totalement confirmée par la communauté scientifique. Toute trace plus ancienne que 3,5 milliards d’années est controversée, néanmoins fortement possible, au vu de la structure des stromatolites et du temps de développement des colonies.

La troisième difficulté réside dans l’interprétation et la comparaison avec des systèmes abiotiques (sans vie), qui auraient pu former des traces similaires à des signatures ou des morphologies biologiques. Les progrès des techniques analytiques depuis les années 1990 – en microscopie électronique et dans les analyses isotopiques, par exemple – permettent souvent d’aider à trancher, en complément d’expériences avec des systèmes abiotiques. La difficulté est d’autant plus grande que la diversité des systèmes abiotiques semble infinie. La recherche de traces fossiles se situe donc à l’interface entre la biologie, la chimie et la géologie, et demande des études extrêmement rigoureuses, avec plusieurs méthodes d’investigation afin d’augmenter la possibilité de suggérer une origine biologique ou non.